呂學(xué)志
從20世紀(jì)40年代到現(xiàn)在,美國(guó)空軍領(lǐng)導(dǎo)人已將軍事運(yùn)籌融入空軍文化中了。從二戰(zhàn)的轟炸精度研究到冷戰(zhàn)損耗模型,以及現(xiàn)今的兵力結(jié)構(gòu)和風(fēng)險(xiǎn)消解模型,美國(guó)空軍領(lǐng)導(dǎo)人依靠基于軍事運(yùn)籌的合理建議來(lái)完成他們最重要的決策。
早在二戰(zhàn)的美國(guó)陸軍航空兵時(shí)期,空軍就使用了運(yùn)籌分析和軍事運(yùn)籌等術(shù)語(yǔ)。英國(guó)皇家空軍在二戰(zhàn)初期階段創(chuàng)造了“運(yùn)籌學(xué)”一詞,當(dāng)時(shí)是指改進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)、無(wú)線電和雷達(dá)的運(yùn)用,以更有效地?cái)r截德國(guó)轟炸機(jī)。美國(guó)空軍迅速效仿其英國(guó)盟友。在《第二次世界大戰(zhàn)的運(yùn)籌分析》的前言中,后來(lái)?yè)?dān)任空軍第一任參謀長(zhǎng)的卡爾·斯帕茲將軍描述了在1942年提出建立第一個(gè)軍事運(yùn)籌組織的情況,當(dāng)時(shí)他負(fù)責(zé)在英國(guó)海威科姆機(jī)場(chǎng)指揮第8轟炸機(jī)司令部(此后很快重新命名為第8航空軍)。第一個(gè)軍事運(yùn)籌組織取得的成功使其他美國(guó)空軍指揮官了解軍事運(yùn)籌分析的概念,并加速了更多其他軍事運(yùn)籌組織的建立。1942年年末,美國(guó)空軍總司令亨利·阿諾德支持建立軍事運(yùn)籌組織,并在整個(gè)美國(guó)空軍將其制度化。
《美軍軍事運(yùn)籌史》包括題為《軍事運(yùn)籌在美軍的起源》的章節(jié),重點(diǎn)介紹了阿諾德將軍下令研究英國(guó)皇家空軍的經(jīng)驗(yàn),以及美國(guó)空軍與國(guó)家科學(xué)院、其他機(jī)構(gòu)合作的建議,戈登·薩維爾上校和西里爾·詹斯基上校奉命成立分析小組。1942年3月20日之后,詹斯基被任命為特別顧問(wèn),并建立了一個(gè)小型軍事運(yùn)籌部門,以支持美國(guó)陸軍航空兵參謀部級(jí)別的防空作戰(zhàn)計(jì)劃和行動(dòng)。當(dāng)薩維爾和詹斯基繼續(xù)與作戰(zhàn)部隊(duì)合作的同時(shí),詹斯基寫了《關(guān)于戰(zhàn)爭(zhēng)部運(yùn)籌分析的備忘錄》,概述了整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)部吸納文職分析員的情況。同期,美國(guó)空軍少校沃爾特·巴頓·利奇和愛(ài)迪生聯(lián)合電氣公司研究主任沃德·F·戴維森博士及其團(tuán)隊(duì),對(duì)英國(guó)和美國(guó)軍隊(duì)的軍事運(yùn)籌活動(dòng)進(jìn)行了全面的調(diào)查分析,并于1942年8月17日提交了他們的報(bào)告。阿諾德將軍將報(bào)告轉(zhuǎn)交給他的顧問(wèn)委員會(huì)。根據(jù)該報(bào)告、顧問(wèn)委員會(huì)的建議以及部隊(duì)對(duì)運(yùn)籌分析的需求,阿諾德指出,民事專家和現(xiàn)役軍官為空軍司令部進(jìn)行運(yùn)籌分析具有重要價(jià)值。阿諾德將軍還指示在空軍參謀部的管理控制局設(shè)立一個(gè)運(yùn)籌分析處。運(yùn)籌分析處成立于1942年12月31日,以利奇為處長(zhǎng)。美國(guó)空軍軍官利奇被許多人認(rèn)為是“美軍軍事運(yùn)籌之父”。
在二戰(zhàn)期間,美空軍共有245名軍事運(yùn)籌分析員,同一時(shí)間最多175人,他們分布在26個(gè)運(yùn)籌分析組,其中16個(gè)航空隊(duì)各有1個(gè),另外幾個(gè)在美國(guó)空軍海外司令部以及本土的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。最大的組在英格蘭的第8航空軍,存在有兩年半時(shí)間,共有48名各種專業(yè)的分析員加入其中,數(shù)學(xué)家最多,有15人。每個(gè)空軍部隊(duì)都有專門的分析員對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃提出建議,并評(píng)估作戰(zhàn)計(jì)劃和隨后的成本。
運(yùn)籌學(xué)的有益結(jié)果不僅限于二戰(zhàn)期間的歐洲戰(zhàn)場(chǎng)。第8航空軍運(yùn)籌分析組的數(shù)學(xué)家W·J·約登在1942年和1943年改進(jìn)轟炸效能方面發(fā)揮了重要作用。1944年,他轉(zhuǎn)到第20戰(zhàn)機(jī)聯(lián)隊(duì),在那里他為太平洋戰(zhàn)區(qū)成功的B-29轟炸機(jī)作戰(zhàn)運(yùn)用做出了貢獻(xiàn)。戰(zhàn)爭(zhēng)部還在美國(guó)空軍的統(tǒng)計(jì)控制辦公室戰(zhàn)斗分析組開(kāi)發(fā)運(yùn)籌分析應(yīng)用程序,數(shù)學(xué)家喬治·B·丹茨格開(kāi)發(fā)了一個(gè)報(bào)告系統(tǒng),使戰(zhàn)斗部隊(duì)能夠記錄飛機(jī)出動(dòng)次數(shù)、失蹤和損壞的飛機(jī)、投放的炸彈以及受到攻擊的目標(biāo)。丹茨格還提出了用于規(guī)劃相關(guān)活動(dòng)的概念,這些概念后來(lái)幫助他將資源決策抽象為線性規(guī)劃模型。完成博士學(xué)位后,丹茨格回到五角大樓擔(dān)任最優(yōu)規(guī)劃科學(xué)計(jì)算項(xiàng)目的首席數(shù)學(xué)家。在該項(xiàng)目中,由數(shù)學(xué)家、統(tǒng)計(jì)學(xué)家和計(jì)算專家組成的文職人員負(fù)責(zé)提出和解決各種空軍規(guī)劃和計(jì)劃問(wèn)題,丹茨格博士開(kāi)發(fā)了解決線性規(guī)劃問(wèn)題的單純形法,被認(rèn)為是20世紀(jì)的十大算法之一。
亨利 · 阿諾德
隨著二戰(zhàn)的結(jié)束,大多數(shù)分析員返回大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室,或從事其他民事活動(dòng)。面對(duì)人才的大量流失,阿諾德將軍認(rèn)識(shí)到在國(guó)防規(guī)劃方面有必要將私營(yíng)部門的技術(shù)、學(xué)術(shù)研究和政府之間的協(xié)作制度化。阿諾德與道格拉斯飛機(jī)公司的唐納德·道格拉斯、麻省理工學(xué)院的愛(ài)德華·鮑爾斯以及其他人合作,于1945年創(chuàng)建了蘭德項(xiàng)目,蘭德于1946年5月發(fā)布了第一份報(bào)告《實(shí)驗(yàn)性環(huán)繞地球太空船的初步設(shè)計(jì)》,為空軍太空作戰(zhàn)奠定了基礎(chǔ)。1948年5月,在美國(guó)空軍參謀長(zhǎng)的指導(dǎo)下,蘭德項(xiàng)目被轉(zhuǎn)移到蘭德公司。蘭德公司是一個(gè)獨(dú)立的非營(yíng)利組織,也是空軍唯一由聯(lián)邦政府資助的進(jìn)行研究和分析的研發(fā)中心,它在軍事運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)分析學(xué)科的建立中發(fā)揮了核心作用??哲娰x予蘭德公司的任務(wù)范圍廣泛,同時(shí)蘭德公司在確定其研究課題時(shí)有很大的自由度,這使得蘭德公司研究人員多年來(lái)建立了專業(yè)研究的基礎(chǔ),例如博弈論、蒙特卡羅技術(shù)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、定義和量化成本和風(fēng)險(xiǎn)的概念方法,這些概念方法不僅奠定了軍事運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ),也為其更廣泛的政策分析提供了有利條件。蘭德公司已經(jīng)從一個(gè)擁有200名人員的將空軍作為其單一客戶的研究項(xiàng)目,發(fā)展成為擁有1875名研究員、為眾多客戶服務(wù)的世界頂級(jí)智庫(kù)。
在阿諾德將軍創(chuàng)建蘭德公司的同時(shí),空軍(1947年成為獨(dú)立軍種)在空軍司令部和主要司令部?jī)?nèi)建立了軍事運(yùn)籌組織。空軍司令部運(yùn)籌分析辦公室有兩項(xiàng)職能:向空軍參謀部提供科學(xué)分析,并作為空軍運(yùn)籌分析組織的中心。截至1951年,空軍司令部和10個(gè)職能司令部都有運(yùn)籌分析辦公室,分析員數(shù)量增加,達(dá)到70個(gè),實(shí)際編制95個(gè)崗位。95個(gè)崗位大多由文職人員擔(dān)任,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有現(xiàn)役軍職分析員??碌偎埂だ彰穼④娬心剂嗽S多杰出的軍事運(yùn)籌分析員到內(nèi)布拉斯加州奧馬哈的戰(zhàn)略空軍司令部。由于蘭德公司側(cè)重于相對(duì)遙遠(yuǎn)的未來(lái)問(wèn)題,空軍的運(yùn)籌分析辦公室側(cè)重于當(dāng)前和近期的問(wèn)題。在朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)期間,來(lái)自空軍運(yùn)籌分析辦公室和蘭德的運(yùn)籌分析員負(fù)責(zé)提供分析支持。
二戰(zhàn)期間的運(yùn)籌學(xué)研究人員合影
到20世紀(jì)50年代中期,空軍司令部運(yùn)籌分析辦公室有25名分析員,分為5個(gè)小組。1組專門研究核武器的影響,2組專門研究彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈的影響;3組主要處理從測(cè)試和演習(xí)中獲取有關(guān)作戰(zhàn)行動(dòng)的信息;4組負(fù)責(zé)整合前3個(gè)組的輸入,用于協(xié)助空軍參謀部規(guī)劃人員;5組與現(xiàn)有的運(yùn)籌分析辦公室保持聯(lián)絡(luò),并為那些希望建立新的運(yùn)籌分析辦公室的指揮官提供幫助。新建的運(yùn)籌分析辦公室按照這些相同的一般原則進(jìn)行組織,主要研究作戰(zhàn)行動(dòng)和相關(guān)問(wèn)題,以及新技術(shù)和其對(duì)未來(lái)武器系統(tǒng)的影響。當(dāng)時(shí)運(yùn)籌組織的大部分增長(zhǎng)來(lái)自建立新的運(yùn)籌分析辦公室,而不是擴(kuò)大現(xiàn)有運(yùn)籌分析辦公室。
20世紀(jì)60年代,當(dāng)國(guó)防部長(zhǎng)羅伯特·麥克納馬拉將國(guó)防部長(zhǎng)辦公室內(nèi)的系統(tǒng)分析制度化時(shí),空軍的分析焦點(diǎn)發(fā)生了顯著變化。許多蘭德公司分析員,特別是那些發(fā)展核威懾理論的人,成為麥克納馬拉的“神童”,對(duì)軍種兵力結(jié)構(gòu)與預(yù)算產(chǎn)生了很大影響。由麥克納馬拉部長(zhǎng)委托的一個(gè)重要研究項(xiàng)目,由當(dāng)時(shí)的空軍準(zhǔn)將格倫·肯特領(lǐng)導(dǎo),國(guó)防研究和工程辦公室主任哈羅德·布朗博士負(fù)責(zé)監(jiān)督。在幾乎所有空軍將軍都是飛行員的時(shí)候,格倫肯特上升到中將軍銜,因?yàn)樗姆治鰩椭哲娤蛞粋€(gè)日益具有分析意識(shí)的國(guó)防部證明其立場(chǎng)??咸刂袑⒌难芯康贸龅慕Y(jié)論是“美國(guó)和蘇聯(lián)都不能在全面的熱核戰(zhàn)爭(zhēng)中避免國(guó)家遭受破壞”。
美國(guó)在“滾雷行動(dòng)”中損失慘重
越南戰(zhàn)爭(zhēng)需要進(jìn)行分析,以支持戰(zhàn)區(qū)日常運(yùn)作和長(zhǎng)期研究。五角大樓研究和分析辦公室正在忙于進(jìn)行兵力結(jié)構(gòu)分析以支持預(yù)算決策,與戰(zhàn)役決策相距甚遠(yuǎn)。因此,一小部分軍事運(yùn)籌分析員在越南第7航空隊(duì)司令部工作。從1968年10月到1972年,空軍實(shí)施了“狩獵突擊隊(duì)”行動(dòng),其目的是從空中攔截通過(guò)越南和老撾邊境的胡志明小道的物資和士兵。第7航空隊(duì)分析員每天向作戰(zhàn)主任和指揮官提交包含趨勢(shì)分析和卡車毀傷預(yù)測(cè)的簡(jiǎn)報(bào),為未來(lái)1周的決策提供信息。當(dāng)時(shí)常規(guī)轟炸效率低下,從1965年到1968年,近900架次轟炸都未摧毀位于松馬河上的清化鐵路和公路大橋,而美軍有11架飛機(jī)失蹤。他們的主要軍事運(yùn)籌學(xué)工具是回歸分析,以預(yù)測(cè)未來(lái)的結(jié)果。該分析小組還專門研究了諸如烏鴉系統(tǒng)的有效性等問(wèn)題,這是一種部署在AC-130飛機(jī)上的高靈敏度無(wú)源傳感器,可以探測(cè)隱藏在密集叢林樹(shù)冠下沿著胡志明道路行駛的北越卡車。
第7航空隊(duì)估計(jì)在“狩獵突擊隊(duì)”行動(dòng)中至少有46000輛卡車被空襲襲擊摧毀或損壞,但美國(guó)飛機(jī)損失比“滾雷行動(dòng)”少得多,小喬治·J·基岡少將(從1968年到1969年,任第7航空隊(duì)的情報(bào)處副處長(zhǎng))認(rèn)為“空中力量只能阻礙10%~15%的敵方后勤保障”。復(fù)雜的傳感器系統(tǒng)主要針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化,而不是步行交通,因此對(duì)于1972年3月北越入侵南方而言至關(guān)重要的步兵補(bǔ)給受到的影響較小。越南戰(zhàn)爭(zhēng)期間,蘭德公司還通過(guò)越共囚犯和逃兵的供詞對(duì)戰(zhàn)士的動(dòng)機(jī)和士氣進(jìn)行深入分析,為駐越美軍提供了決策支持。
在此期間,空軍的軍事運(yùn)籌組織繼續(xù)發(fā)展。最優(yōu)規(guī)劃科學(xué)計(jì)算項(xiàng)目后來(lái)成為了空軍研究和分析辦公室。1971年,研究和分析辦公室合并了規(guī)模較小的司令部運(yùn)籌分析辦公室(大約35名專業(yè)人員),1991年該組織成為了空軍研究和分析局??哲娧芯亢头治鼍址钦降?fù)?dān)任軍事運(yùn)籌學(xué)中心,定期舉辦研討會(huì),負(fù)責(zé)國(guó)防相關(guān)的專業(yè)化分析。隨著空軍越來(lái)越多地參與軍事運(yùn)籌學(xué)的多軍種機(jī)密研討會(huì),空軍每半年一次的運(yùn)籌分析技術(shù)研討會(huì)也停辦了。1966年,軍事運(yùn)籌學(xué)會(huì)成立,空軍是其創(chuàng)始組織之一。
越南戰(zhàn)爭(zhēng)
20世紀(jì)七八十年代,軍事運(yùn)籌作用得到了加強(qiáng),不僅應(yīng)用于國(guó)防規(guī)劃預(yù)算、作戰(zhàn),還用于滿足作戰(zhàn)需求提出新方法??哲娙匀皇沁@一領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,創(chuàng)建了從戰(zhàn)略到任務(wù)的分析。1970年夏天,因?yàn)樾滦蛻?zhàn)略運(yùn)輸機(jī)C-5A計(jì)劃的成本超支,參議院將對(duì)是否取消該項(xiàng)目以及F-15項(xiàng)目、機(jī)載預(yù)警和控制系統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行辯論??哲妳⒅\長(zhǎng)約翰·瑞安將軍指示肯特中將為國(guó)會(huì)審查的3個(gè)項(xiàng)目準(zhǔn)備合理的分析評(píng)估??咸刂袑?duì)這3個(gè)項(xiàng)目“從戰(zhàn)略到任務(wù)”的分析說(shuō)服了參議員威廉·普羅克米爾,使其撤回了中止這些項(xiàng)目的修正案。今天,這3種裝備仍然是美國(guó)和盟國(guó)重要的空軍裝備。
軍事運(yùn)籌在飛機(jī)設(shè)計(jì)以應(yīng)對(duì)新的作戰(zhàn)挑戰(zhàn)方面也發(fā)揮了重要作用。根據(jù)軍事運(yùn)籌分析,空軍用F-15和F-16取代了老化的F-4、F-100和F-105戰(zhàn)斗機(jī)。這些20世紀(jì)七八十年代的新型飛機(jī)將成為北約用來(lái)對(duì)抗蘇聯(lián)威脅的主要武器系統(tǒng)??哲娧芯亢头治鲛k公室的拉里·韋爾奇領(lǐng)導(dǎo)著有37位分析員的戰(zhàn)斗機(jī)分析組,他們的工作對(duì)于奪取空中優(yōu)勢(shì)的F-15戰(zhàn)斗機(jī)以及重量更輕、價(jià)格更便宜的F-16戰(zhàn)斗機(jī)至關(guān)重要的設(shè)計(jì)和采辦非常重要。韋爾奇與總部空軍研究和發(fā)展需求少校約翰·博伊德、空軍系統(tǒng)司令部數(shù)學(xué)家托馬斯·P·克里斯蒂合作,應(yīng)用蒙特卡羅模擬模型和能量機(jī)動(dòng)性概念,在確定F-15和F-16的設(shè)計(jì)參數(shù)方面發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。1974年,由空軍部署的F-15的重量、機(jī)翼載荷和推力與重量之比等參數(shù),與韋爾奇模擬的具有最佳效費(fèi)比的設(shè)計(jì)參數(shù)差距在5%以內(nèi)。韋爾奇針對(duì)F-4、F-15和F-16的仿真模型是TAC ?AVENGER模型的基礎(chǔ)??哲娧芯亢头治鲛k公室使用該仿真模型評(píng)估了A-10雷電攻擊機(jī)、F-4G野鼬鼠戰(zhàn)斗機(jī)、EF-111電子戰(zhàn)戰(zhàn)機(jī)和機(jī)載預(yù)警與控制系統(tǒng)。